C-N 결합 반응용 단일 원자 촉매 설계

전기화학적 C-N 결합 반응은 C-N 결합 합성을 위한 친환경적인 방법이지만, 비효율적인 반응물 흡착, 경쟁적 부반응, 복잡한 반응 경로로 인해 널리 적용되지 못하고 있습니다. 이러한 한계를 극복하기 위해 정밀하게 정의된 활성 부위, 높은 촉매 활성, 향상된 선택성을 가진 단일 원자 촉매(ADCs)가 주목받고 있습니다. 본 총설은 ADCs를 활용하여 CO2, N2, NO2–, NO3–와 같은 소분자를 요소, 아미드, 옥심, 아미노산 등 고부가가치 유기 질소 화합물로 전환하는 현재의 반응 경로를 논의합니다. 특히 반응물 흡착, C/N 중간체의 변환 및 선택적 수소화, C-N 결합 반응 자체를 포함하여 ADCs가 촉진하는 전기촉매 C-N 결합의 핵심 단계를 중점적으로 다룹니다. 이러한 핵심 단계를 기반으로 ADCs의 설계 원리가 제안됩니다. 또한, 결함 공학, 가둠 전략, 합금화 등 ADCs의 합성 전략과 이들이 촉매 활성 및 선택성을 향상시키는 메커니즘을 분석합니다. 이 연구는 C-N 결합 반응을 위한 ADCs의 설계 및 합성 전략에 대한 심층적인 이해를 제공하며, 고효율 C-N 결합 촉매 개발에 기여할 것입니다.